DE1493269C - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Alkylierung eines Isoparaffins mit einem Olefin und olefinischen Beschickungen
in Gegenwart eines Schwefelsäurekatalysators, wobei der Katalysator kontinuierlich wieder erneuert
wird. Im Verlauf der Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefinen werden die Schwefelsäurekatalysatoren
mit polymeren organischen Bestandteilen verunreinigt, die die Aktivität des Katalysators herabsetzen.
Es wird angenommen, daß diese Verunreinigungen ein Produkt einer konjugierten Polymerisation
sind, d. h. einer Polymerisation der Reaktionsteilnehmer, die von Wasserstoffübertragungsreaktionen begleitet
ist. Dieses Material wird bisweilen als »Säureöl«, »polymeres Öl«, »säurelöslicher Schlamm« oder als
»Komplex« bezeichnet. Es scheint ein kompliziert zusammengesetztes Gemisch zu sein, dessen genaue Zusammensetzung
unbekannt ist. Ohne Zweifel schwankt seine Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
der Beschickungsmasse und der Reaktionsbedingungen. Diese polymeren organischen Verunreinigungen
sind in starker Schwefelsäure löslich oder werden davon chemisch gebunden, sind jedoch in einer
weniger als etwa 50 Gewichtsprozent Säure enthaltenden verdünnten Säurelösung unlöslich. Bei den bisher
bekannten Verfahren wurden diese organischen polymeren Verunreinigungen aus dem Alkylierungssystem
durch Abziehen einer Säure von einer etwa 85- bis 92°/0igen Konzentration als »verbrauchte Säure« aus
dem Alkylierungssystem entfernt und das System mit frischer Säure mit einer Stärke von etwa 98,0 bis 99,9 °/0
ergänzt. Da die polymeren organischen Verunreinigungen nur etwa 3 bis 8 "/0 der verbrauchten Säure betragen,
mußte eine große Säuremenge verworfen werden, um eine relativ kleine Menge der polymeren orga- ·
nischen Verunreinigungen aus dem System zu entfernen. Die bisherigen Versuche, die polymere organische
Verunreinigung aus der Säure nach verschiedenen Verfahren abzutrennen, waren nicht erfolgreich; so versagte
z. B. die Verwendung einer Lösungsmittelextraktion, die Anwendung von festen Absorbiermitteln, das
Aussalzen, die Vakuumdestillation und die Behandlung mit.verschiedenen Chemikalien.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Alkylieren eines Isoparaffins mit einem Olefin in Gegenwart von
Schwefelsäure ode,r Alkylsulfat als Katalysator, wobei zur Entfernung der polymeren organischen Verunreinigungen
aus dem Katalysator ein Olefin mit der gebrauchten Alkyliersäure unter Bildung eines Anlagerungsproduktes,
besonders von Dialkylsulfat, behandelt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß man das
Anlagerungsprodukt in eine Säureschicht und eine organische Schicht, die das Dialkylsulfat und die polymeren
organischen Verunreinigungen enthält, durch Abkühlen auf Temperaturen unterhalb etwa 5°C oder
durch Zugabe eines Kohlenwasserstoffs oder von Wasser oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen
trennt, die polymeren organischen Verunreinigungen aus der organischen Schicht durch Destillation oder
durch Behandlung mit starker Schwefelsäure oder mit einem festen Absorptionsmittel oder durch Extraktion
mit einem Kohlenwasserstoff bei Temperaturen unterhalb etwa 5" C abtrennt, diese gereinigte organische
Schicht mit dem Dialkylsulfat in die Alkylierungsvorrichtung zurückführt und die sauren Alkylsulfate in der
Säureschicht zu Alkohol und Säure hydrolysiert und diese beiden in an sich bekannter Weise gewinnt.
Es hat den Anschein, daß die Umsetzung des Olefins mit der Säure eine Verarmung der Säure ergibt, so
daß die verbliebene Säure weiterhin durch das ursprünglich vorhandene Wasser weiter verdünnt wird
und die Verunreinigung weniger stark festgehalten wird. Nach der Verdünnung der Säure werden entweder
durch die Verarmung eines Hauptteiles der Säure auf Grund der Umsetzung mit dem Olefin oder durch Zugabe
des Wassers oder durch beide Maßnahmen zwei Phasen gebildet, nämlich eine organische Phase, die Dialkylsulfate
und mindestens einen größeren Anteil der polymeren organischen Verunreinigungen enthält, und
eine Säurephase, die nicht umgesetzte Säure, Wasser und wasserlösliche Bestandteile, beispielsweise saure
Alkylsulfate, enthält. Entsprechend dem Verfahren der Erfindung wird eine verwendete Alkylierungssäure, die
polymere organische Verunreinigungen enthält, mit einem Olefin in Berührung gebracht, wobei sich· ein
Absorptionsprodukt bildet, das Dialkylsulfat enthält. Dieses Absorptionsprodukt wird in eine Säurephase
und eine organische Phase getrennt, die mindestens einen Teil des Dialkylsulfats und mindestens einen Teil
der polymeren organischen Verunreinigungen enthält, worauf man die organische Phase zur Entfernung der
polymeren organischen Verunreinigungen behandelt und die auf diese Weise behandelte organische Phase zu
einer Alkylierungszone führt, wo sie mit einem Isoparaffin in Gegenwart eines Schwefelsäurealkylierungskatalysators
in Berührung gebracht wird.
Bei der katalytischen Alkylierung von Isoparaffinen mit Olefinen wird ein Überschuß an Isoparaffinen, im
allgemeinen bis zu 60 bis 80 Volumprozent im Reaktionsgemisch angewandt, um die Reaktion im Hinblick
auf die Herstellungvon wertvollen Flugzeug- oder Kraftfahrzeugbrennstoffen zu steuern. Infolgedessen muß
eine große Menge von Isoparaffinen zurückgewonnen und zur Wiederverwendung in das Verfahren zurückgeführt
werden. Im allgemeinen wird Isobutan als Isoparaffin zur Herstellung von Flugzeug- oder Motorbrennstoffen
verwendet, obwohl auch andere Isoparaffine, beispielsweise Isopentan, eingesetzt werden können.
Bei der Schwefelsäurealkylierung wird das Molverhältnis von Isoparaffin zu den zu der Alkylierungszone
zugefühxten olefinischen Stoffen wesentlich oberhalb eines Verhältnisses von 1: 1 und vorzugsweise innerhalb
des Bereiches von etwa 4 bis etwa 20:1 gehalten. Das Volumenverhältnis von Katalysator zu flüssigem
Kohlenwasserstoff wird im Bereich von etwa 0,5 : 1 bis etwa 5: 1 und vorzugsweise im Bereich von etwa 1:1
bis etwa 3 :1 gehalten. Als Katalysator in der Alkylierungszone dient eine mindestens etwa 85°/oige Schwefelsäure.
Ein großer Teil des bei dem Alkylierungsverfahren angewandten Isobutans besteht aus einem Rückfuhrstrom,
der durch fraktionierte Destillation der Alkylierungsprodukte in einer Isobutan-Entfernungszone
durch fraktionierte Destillation erhalten wurde; das Isobutan wird als Destillatfraktion mit hoher Isobutankonzentration,
beispielsweise etwa 85 bis 95 Volumprozent flüssiges Isobutan, gewonnen. Die hochsiedenden
Alkylate dieser Destillationszone können als Bodenfraktion gewonnen werden. Diese Bodenfraktion
kann weiter in üblicher Weise fraktioniert werden, um leichte End- und Alkylatfraktionen zur Verwendung als
Brennstoffmischmassen abzutrennen. In den meisten modernen Anlagen ist jedoch das gebildete Alkylat
ohne Fraktionierung bereits zufriedenstellend für Motorbrennstoffe,
da es einen Endpunkt stark unterhalb 205" C hat.
Bei dem Verfahren der Erfindung besteht das mit einem Isoparaffin umgesetzte olefinische Material aus
einem Gemisch von Olefinen und Alkylester. Die Alkylester
werden durch Umsetzung der Alkylierungssäure mit einem Olefin .in einer getrennten Absorptionsstufe
erhalten. Die in der Absorptionsstufe gebildeten Alkylester werden abgetrennt und zur Entfernung von Katalysatorverunreinigungen
gereinigt, und der gereinigte Ester wird zu der Alkylierung geführt, wo er in Alkylat
und freigesetzte Schwefelsäure überführt wird.
Olefine, wie z. B. Propylen, Butylene oder Mischungen von Olefinen können mit Schwefelsäure einschließlich
einer Säure von geringerer Stärke als zur Alkylierung erforderlich ist, unter Bildung von Alkylestei umgesetzt
werden. Olefine mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen in der Kette bilden überwiegend verzweigtkettige
Ester. Das bei der Berührung eines gemischte Olefine enthaltenden Kohlenwasserstoffstroms mit
Schwefelsäure gebildete Reaktionsgemisch besteht aus einer komplexen Mischung von Mono- und Diestern,
die gerade und verzweigte Ketten enthalten. Im Fall der Diester können die Ketten gleiche oder unterschiedliche
Längen aufweisen.
Zum Aufrechterhalten der Katalysatorstärke bei der durch Schwefelsäure katalysierten Alkylierung ist es
im allgemeinen notwendig, Säure in einer Menge von etwa 0,05 bis 0,18 kg/1 erzeugtes Alkylat abzuziehen.
Die abgezogene Säure kann z. B. eine Zusammensetzung von 90,0 Gewichtsprozent H2SO1, 2,0 Gewichtsprozent
Wasser und 4,4 Gewichtsprozent polymere organische Verunreinigungen haben. Der Zweck des Abziehens
der verbrauchten Säure besteht in der Entfernung von Wasser und säurelöslichem Öl, wozu dieser
Strom zur Gewinnung der verbliebenen Säure aufgearbeitet wird. Entsprechend dem Verfahren der Erfindung
werden 60 bis 90°/0 der in der verbrauchten Säure enthaltenen Schwefelsäure in Form von Dialkylsulfaten
zurückgewonnen. Nach der Abtrennung und Alkylierung dieses Dialkylsulfates wird in der Reaktionszone
Schwefelsäure von 100°/0iger Stärke freigesetzt, so daß die Ergänzungsmenge an Säure auf etwa
10 bis 40% der sonst notwendigen Menge vermindert werden kann.
Vorteilhafterweise kann der verbrauchte Schwefelsäurekatalysator zur Extraktion des zur Alkylatbildung
geeigneten Olefins aus Kohlenwasserstoffströmen, in denen das Olefin zur direkten Verwendungin eine Alkylierungsbeschickung
zu verdünnt vorliegt, eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Kohlenwasserstoffstrom,
der nur etwa 10 bis 30% Propylen enthält, mit verbrauchtem Schwefelsäurekatalysator in Berührung
gebracht werden, wodurch eine Abtrennung des Olefins als Dipropylsulfat aus den verbleibenden gesättigten
Kohlenwasserstoffen sowie aus dem Äthylen erreicht wird, welches günstigerweise aus einer Alkylierungsbeschickung
ausgeschlossen bleibt, um einen übermäßigen Katalysatorverbrauch zu vermeiden. Auch
Olefinströme, die einen höheren Prozentsatz an Propylen enthalten, wie sie z. B. beim katalytischen Kracken
erzeugt werden, sind ebenfalls geeignet. Die selektive Abtrennung des Propylens von äthylenhaltigen Strömen
ist einfach zu erreichen, da die Absorptionsgeschwindigkeit von Propylen in Schwefelsäure etwa das
300fache derjenigen vom Äthylen bei einer Säurekonzentration von 80% und höher beträgt. Trotzdem kann
unter bestimmten Bedingungen etwas Äthylen absorbiert werden. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß das Äthylen, welches in der Absorptionsstufe absorbiert ist, Verbindungen wie saures Äthylsulfat
bildet, welche in der schwachen Säure gelöst bleiben und nicht zu der Alkylierungszone geführt
werden.
Die Absorptionsstufe kann in einer bekannten Kontaktausrüstung durchgeführt werden, beispielsweise in
einer Misch-Absitzeinrichtung, einer Zentrifugal berühreinrichtung oder in Gegenstromtürmen. Eine Kontaktierung
im Gegenstrom wird bevorzugt und wird vorteilhafterweise in Gegenstromtürmen entweder mit gasförmiges
oder flüssiges Olefin enthaltenden Kohlenwasserstoffströmen durchgeführt. In jedem Fall wird
der olefinhaltige Kohlenwasserstoff in den Boden des Turmes eingeführt und verarmter Kohlenwasserstoff
am Oberteil abgenommen. Die in den Oberteil des Turmes eingeführte Schwefelsäure ist relativ stark, um das
verbliebene Propylen aus dem abgehenden Kohlenwasserstoffwirksam
abzustreifen. Wenn die Säure durch die Kolonne absinkt, wird sie durch Umsetzung mit
ao Olefin verbraucht, so daß am Boden des Turmes die Säure relativ schwach und reich an Dialkylsulfaten ist.
Die relativ schwache Säure zeigt in Berührung mit dem stark konzentrierten Olefin eine Begünstigung der Bildung
des Dialkylsulfates, indem das Alkylsäiiresulfat in den Diester überführt wird. In einigen Fällen ist es
jedoch vorteilhaft, wenn das Olefin im Oberteil des Gegenstromturmes Säure, die etwas absorbiertes Olefin
enthält, berührt, um unerwünschte Reaktionen der Olefine auf einem Minimum zu halten. So kann die
Säurebeschickung zu der Absorptionszone aus gebrauchter Alkylierungssäure bestehen, oder sie kann
aus einer Mischung von Alkylierungssäure mit einem Rückfuhrstrom der Säure aus der Absorptions- oder
Extraktionsstufe in einem solchen Verhältnis bestehen, daß eine wirksame Olefinabsorption erreicht wird.
Die Absorptionstemperatur wird zweckmäßig innerhalb eines Bereiches von etwa —6 bis 38JC gehalten.
Da eine erhebliche Wärmemenge bei der Absorption von Olefinen in einer Säure freigesetzt wird, ist es notwendig,
in der Absorptionsstufe eine Kühlvorrichtung anzuwenden, um die Temperatur innerhalb des gewünschten
Bereiches zu halten. Eine Kühlung der Absorptionsstufe wird durch Kühlen der Beschickungsströme zum Absorptionsturm und/oder durch Kühlen
des Materials innerhalb der Absorptionsstufe, sei es durch Verdampfungskühlung oder durch indirekte
Wärmeaustauschmethoden, bewirkt. Die Flüssigkeit kann aus dem Absorptionssystem abgezogen, durch indirekten
Wärmeaustausch abgekühlt und zu dem Absorber zurückgeführt werden. Das Kühlmittel kann
von einem getrennten Kühlsystem geliefert werden, oder es kann durch einen Verfahrensstrom geliefert werden.
Bei einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird der Kohlenwasserstoffablauf von der Alkylierungsreaktionszone
einer Entspannungsverdampfung unterworfen, wobei sich eine Verdampfung eines Teiles
der Kohlenwasserstoffflüssigkeit und eine Abkühlung von erhaltener Flüssigkeit und Dampfgemisch einstellt.
Das erhaltene Gemisch wird in indirektem Wärmeaustausch mit einem Strom der Absorptionsreaktionsmischung
zum Kühlen derselben geführt. Bei einer anderen Ausführungsform wird das Alkylierungsgemisch
durch Entspannung verdampft, wodurch sich eine Abkühlung der Säure erreichen läßt. Die erhaltene abgekühlte
Säure wird zu dem Absorber zur Unisetzung mit dem Olefin geführt.
Aus der Absorptionszone wird das Absorptionsprodukt abgezogen, das Dialkylsulfat, polymere urgani-
sehe Verunreinigungen und restliche nicht umgesetzte
Säure enthält. Das Absorptionsprodukt wird in eine organische Phase, die Dialkylsulfate und polymere organische
Verunreinigungen enthält, und eine Säurephase, die verdünnte Schwefelsäure und saure Alkylsulfate
enthält, getrennt. Die Trennung der Phasen kann durch Extraktion mit einem Kohlenwasserstoff,
beispielsweise Isobutan, durch Abkühlen des Absorptionsproduktes auf eine Temperatur unterhalb etwa
5"C, beispielsweise innerhalb des Bereiches von etwa —6 bis 5°C, durch Zugabe zusätzlichen Wassers zur
Verdünnung oder durch eine Kombination der vorstehenden Maßnahmen bewirkt werden. Vorteilhafterweise
kann das Absorptionsprodukt abgekühlt werden, um einen Teil der Dialkylsulfate abzutrennen, und
dann Wasser zugegeben werden, um einen weiteren Teil der organischen Phase abzutrennen. Wenn eine Abkühlung
angewandt wird, um einen Teil der Dialkylsulfate abzutrennen, kann die verbliebene Säureschicht
oder ein Teil davon mit zusätzlichem Olefin vor der Wasserverdünnungsstufe in Berührung gebracht werden.
Die organische Phase wird von der verdünnten Säurephase durch Absetzen auf Grund der Schwerkraft,
beispielsweise durch Sedimentieren, oder durch eine beschleunigte Abtrenntechnik, beispielsweise durch Zentrifugaltrennung,
abgetrennt.
In einigen Fällen ist es günstig, ein Absorptionsgemisch von Olefinen in gebrauchter Säure herzustellen
und dann die erhaltenen Alkylsulfate von der verarmten Säure und den säurelöslichen (^verunreinigungen
mit einem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel, beispielsweise Isobutan, unter Bedingungen einer relativ
niedrigen Selektivität zu extrahieren. Unter diesen Bedingungen wird eine erhebliche Menge der sauren Ölverunreinigungen
zusammen mit den Alkylestern extrahiert. Diese Bedingungen treten z. B. ein, wenn die
Olefinabsorption bis zu einem Punkt geführt wurde, wo die verbliebene Säure auf eine freie Acidität von weniger
als etwa 70% verarmt ist, oder wenn eine praktisch vollständige Extraktion der Alkylester mit einem Minimum
an Lösungsmittel bewirkt wird. In diesen Fällen kann die bei dieser Extraktion gebildete organische
Phase, wie nachfolgend beschrieben, zur Entfernung der sauren Ölverunreinigungen behandelt werden.
Die abgetrennte organische Phase wird dann zur Entfernung der polymeren organischen Verunreinigungen
behandelt. Vorteilhafterweise geschieht dies durch in Berührung bringen mit einem festen Absorptionsmittel,
wie z. B. Aluminiumoxyd, Aktivkohle, Silicagel oder einem Ton oder starker Schwefelsäure, einschließlich
des gebrauchten Schwefelsäurealkylierungskatalysators. Starke Schwefelsäure reagiert mit den polymeren
organischen Verunreinigungen unter Bildung eines in Kohlenwasserstoffen unlöslichen Produktes, das aus
dem Kohlenwasserstoff durch Abtrennung auf Grund der Schwerkraft entfernt wird. Andererseits können die
polymeren organischen Verunreinigungen durch Extraktion mit einem flüssigen Lösungsmittel, beispielsweise
Propan oder Isobutan, unterhalb einer Temperatur von etwa 5°C oder durch Dampfdestillation oder
Vakuumdestillation abgetrennt werden. Wenn eine Destillation angewandt wird, ist es üblicherweise notwendig,
die organische Schicht vorher mit alkalischen Substanzen zu neutralisieren und mit Wasser zu waschen,
um eine Zersetzung im Verlauf der Destillation zu verhüten. Die behandelte organische Phase, weiche Dialkylsulfat
enthält und praktisch frei von der polymeren organischen Verunreinigung ist, wird zu der Alkylierungszone
geführt, um als Teilnehmer in der Alkylierung sowie als gereinigter Katalysator zu dienen. Vorteilhafterweise
wird das Dialkylsulfat mit kaltem Isobutaji
vereinigt, bevor es zur Alkylierungszone geleitet wird.
Im allgemeinen wird, um eine maximale Rückgewinnung der verbrauchten Alkylierungssäure zu bezwecken
und um auch eine wirksame Verwendung des zu der Absorptionsstufe zugeführten Olefins zu erreichen,
die maximal mögliche Olefinmenge mit der verbrauchten Alkylierungssäure umgesetzt. Theoretisch
entspricht dies 2 Mol Olefin je Mol verfügbarer Schwefelsäure, wobei sich eine 100°/oige Umwandlung der
Säure in die Alkylsulfate ergibt.
Die abgetrennte Säureschicht enthält verdünnte Schwefelsäure und saure Alkylsulfate. Die sauren Alkylsulfate
werden zu den entsprechenden Alkoholen hydrolysiert, die dann von der verbliebenen schwachen
. Säure durch Destillation abgetrennt werden.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert.
In der Zeichnung ist schematisch eine mögliche Aus- ζ
führungsform des Verfahrens der Erfindung dargestellt. .
Isobutan aus der Leitung 10 und Butylene aus der . Leitung 11 werden in das Alkylierungsgefäß 12 eingeleitet und dazu der Schwefelsäurekatalysator aus der Leitung 13 eingebracht. Isobutan, Butylene und Säure werden unter kräftiger Bewegung vermischt und bilden eine Emulsion. Der Emulsionsablauf aus dem Reaktionsgefäß 12 wird durch die Leitung 15 zur Säuretrenneinrichtung 16 abgezogen. Abgezogener Säurekatalysator wird durch die Leitung 13 in das Alkylierungsreaktionsgefäß zurückgeführt und der abgetrennte 3ß Kohlenwasserstoff durch die Leitung 17 zur Neutralisations- und Fraktioniereinheit 18 geleitet. Abgetrenntes Isobutan wird durch die Leitung 20 zu dem Alkylierungsgefäß zusammen mit dem frischen Isobutan aus der Leitung 10 zurückgeführt. Das Alkylatprodukt wird durch die Leitung 21 abgezogen.
Isobutan aus der Leitung 10 und Butylene aus der . Leitung 11 werden in das Alkylierungsgefäß 12 eingeleitet und dazu der Schwefelsäurekatalysator aus der Leitung 13 eingebracht. Isobutan, Butylene und Säure werden unter kräftiger Bewegung vermischt und bilden eine Emulsion. Der Emulsionsablauf aus dem Reaktionsgefäß 12 wird durch die Leitung 15 zur Säuretrenneinrichtung 16 abgezogen. Abgezogener Säurekatalysator wird durch die Leitung 13 in das Alkylierungsreaktionsgefäß zurückgeführt und der abgetrennte 3ß Kohlenwasserstoff durch die Leitung 17 zur Neutralisations- und Fraktioniereinheit 18 geleitet. Abgetrenntes Isobutan wird durch die Leitung 20 zu dem Alkylierungsgefäß zusammen mit dem frischen Isobutan aus der Leitung 10 zurückgeführt. Das Alkylatprodukt wird durch die Leitung 21 abgezogen.
Ein Teil der Säure in der Leitung 13 wird durch die Leitung 25 am Oberteil des Absorbers 26 eingeführt.
Ein olefinischer Kohlenwasserstoffgasstrom, der überwiegend Propylen und Propan zusammen mit einer
kleinen Menge vonÄthylen, Propan, Butylenen und Butanen enthält, wird in den Bodenteil des Absorbers 26
durch die Leitung 27 eingeleitet. Im Absorber 26 werden Propylen und Butylene mit Schwefelsäure unter
Bildung von Dialkylsulfaten umgesetzt und die verbleibenden Kohlenwasserstoffe, wie Äthylen, Propan
und Butan, werden als Abgase durch die Leitung 28 abgelassen. Dialkylester, polymere organische Verunreinigungen
und verbliebene nicht umgesetzte Säure, werden durch die Leitung 30 abgezogen.
Das Absorptionsprodukt wird mit Wasser aus der Leitung 31 im Mischer 32 vereinigt und das Gemisch durch die Leitung 33 zur Trenneinrichtung 34 geführt. Die Mischung wird mittels nicht gezeigter Einrichtungen kühl gehalten, falls die Temperatur des Absorptionsproduktes oberhalb ungefähr 4° C liegt. Die organische Schicht wird von der Säureschicht durch Absitzenlassen in der Trenneinrichtung 34 abgetrennt. Die organische Schicht wird durch die Leitung 35 abgezogen und der Öltrennanlage 36 zugeführt. Hier wird die organische Schicht zur Absorption der polymeren organischen Verunreinigungen mit Ton in Berührung gebracht. Die behandelte organische Schicht, die getrocknete und gereinigte Dialkylsulfate enthält, wird
Das Absorptionsprodukt wird mit Wasser aus der Leitung 31 im Mischer 32 vereinigt und das Gemisch durch die Leitung 33 zur Trenneinrichtung 34 geführt. Die Mischung wird mittels nicht gezeigter Einrichtungen kühl gehalten, falls die Temperatur des Absorptionsproduktes oberhalb ungefähr 4° C liegt. Die organische Schicht wird von der Säureschicht durch Absitzenlassen in der Trenneinrichtung 34 abgetrennt. Die organische Schicht wird durch die Leitung 35 abgezogen und der Öltrennanlage 36 zugeführt. Hier wird die organische Schicht zur Absorption der polymeren organischen Verunreinigungen mit Ton in Berührung gebracht. Die behandelte organische Schicht, die getrocknete und gereinigte Dialkylsulfate enthält, wird
durch die Leitung 37 abgezogen und dem Alkylierungsgefäß 12 zugeführt.
Die Säureschicht wird aus der Trenneinrichtung 34 durch die Lei lung 40 abgezogen und dem Hydrolyseturm
41 zugeführt. Gelöste Alkylester werden in die entsprechenden Alkohole durch Erhitzen im Hydrolyseturm
41 übergeführt. Die erhaltenen Alkohole werden als Produkt äbdestilliert und durch die Leitung 42
abgezogen. Die zurückbleibende schwache Säure wird durch die Leitung 43 abgezogen und mittels nicht gezeigter
Einrichtungen erneut konzentriert.
Wahlweise kann auch ein Teil des Absorptionsproduktes
aus der Leitung 30 durch die Leitung 50 dem Kühler 51 sowie durch die Leitung 52 der Trenneinrichtung
53 zugeführt werden. Hier wird ein Teil der Dialkylsulfate abgetrennt und über die Leitung 54 für
eine Behandlung der organischen Schicht aus Leitung 35 abgezogen. In einigen Fällen kann die Öltrenneinrichtung
36 übergangen werden. In diesem Falle werden die abgetrennten Dialkylsulfate unmittelbar der
Leitung 37 zugeführt. Die von den Dialkylsulfaten befreite
Säureschicht wird aus der Trenneinrichtung 53 durch die Leitung 55 abgezogen und in die Leitung 30
zur gleichen Behandlung wie das Absorptionsprodukt durch Verdünnung mit Wasser zugeführt. Werden der
Kühler 51 und die Trenneinrichtung 53 verwendet, dann ist gewöhnlich ein weiteres Kühlen des Mischers 32
nicht erforderlich.
82 m3 Butylen und 1640 m3 Isobutan wurden pro
Tag einer Alkylierungseinrichtung zusammen mit 2777 kg einer 99,5 gewichtsprozentigen Schwefelsäure
und 20391 kg Dipropylsulfat zugeführt. Die Alkylierungszone
wurde unter einem Druck von 4,2 atü sowie bei einer Temperatur von 4° C gehalten. Ein alkyliertes
Produkt mit einem ASTM-Destillationsbereich von 44 bis 183°C und einer ASTM-Octanzahl von 94,7
wurde in einer Menge von 161 m3 pro Tag erzeugt.
Eine 92,0%ige Säure, die 3,9 Gewichtsprozent polymere organische Verunreinigungen enthält, wurde aus
dem Alkylierungssystem in einer Menge von 15030 kg pro Tag abgezogen und mit einem propylenhaltigen
Gasstrom in Berührung gebracht, der 15 m3 pro Tag Propylen enthält. Die Kontaktierung erfolgte in einem
Gegenstromabsorptionsturm, der auf einer maximalen Temperatur von 16°C durch indirekten Wärmeaustausch
gehalten wurde. Das Absorptionsprodukt wurde mit 19 500 kg Wasser und Eis pro Tag verdünnt, woiauf
die Mischung mit einer Temperatur von ungefähr 70C
einem Schwerkraftabscheider zugeführt wurde, in welchem sich die organische von der wäßrigen Schicht
trennte. Die organische Schicht wurde über Aktivkohle geleitet, um eine Absorption der polymeren organischen
ίο Verunreinigungen zu bewirken. Das verbleibende Dipropylsulfat
wurde der Alkylierungszone zugeführt. Die Aktivkohle wurde periodisch durch Wasserdampfbehandlung
regeneriert. Die polymeren organischen Verschmutzungen wurden gesammelt. Die abgetrennte
Säureschicht wurde destilliert, wobei 404 kg Isopropylalkohol pro Tag durch Hydrolyse und 2302 kg einer
30%igen Schwefelsäure pro Tag gewonnen wurden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Alkylieren eines Isoparaffins mit einem Olefin in Gegenwart von Schwefelsäure oder Alkylsulfat als Katalysator, wobei zur Entfernung der polymeren organischen Verunreinigungen aus dem Katalysator ein Olefin mit der gebrauchten Alkyliersäure unter Bildung eines Anlagerungsproduktes, besonders von Dialkylsulfat, behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Anlagerungsprodukt in eine Säureschicht und eine organische Schicht, die das Dialkylsulfat und die polymeren organischen Verunreinigungen enthält, durch Abkühlen auf Temperaturen unterhalb etwa 5°C oder durch Zugabe eines Kohlenwasserstoffs oder von Wasser oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen trennt, die polymeren organischen Verunreinigungen aus der organischen Schicht durch Destillation oder durch Behandlung mit starker Schwefelsäure oder mit einem festen Absorptionsmittel oder durch Extraktion mit einem Kohlenwasserstoff bei Temperaturen unterhalb etwa4P 5°C abtrennt, diese gereinigte organische Schicht mit dem Dialkylsulfat in die Alkylierungsvorrichtung zurückführt und die sauren Alkylsulfate in der Säureschicht zu Alkohol und Säure hydrolysiert und diese beiden in an sich bekannter Weise gewinnt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen109636/98
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